در دنیای فولاد و مواد مهندسی، عملیات حرارتی یکی از مهم‌ترین روش‌های بهینه‌سازی خواص مکانیکی و فیزیکی فولادهاست. با انجام عملیات حرارتی بر فولاد، می‌توان خصوصیاتی همچون سختی، چقرمگی، مقاومت به سایش و دمای عملیاتی را تغییر داد.
عملیات حرارتی یکی از مهم‌ترین فرآیندهای مهندسی مواد است که به‌منظور بهبود خواص مکانیکی، ساختاری و فیزیکی فلزات و آلیاژها، به‌ویژه فولاد، انجام می‌گیرد. این فرایند شامل مراحل کنترل‌شده‌ی گرمایش، نگهداری در دمای معین و سرد کردن با نرخ مشخص است که تأثیر مستقیمی بر استحکام، سختی، چقرمگی، شکل‌پذیری و مقاومت به سایش فلز دارد.
قبل از شروع فرآیند، یکی از سؤالات رایج در بین کاربران و صنایع، اطلاع از قیمت عملیات حرارتی است. این قیمت وابسته به نوع فولاد، حجم قطعه، نوع عملیات حرارتی مورد نیاز (مثل آنیل، نرمالایز، تمپر، سختکاری سطحی یا همگن سازی عملیات حرارتی) و تجهیزات مورد استفاده در فرایند است.
تاریخچه عملیات حرارتی به هزاران سال پیش بازمی‌گردد. در دوران باستان، آهنگران با حرارت دادن فلز و سرد کردن آن در آب یا روغن، متوجه تغییر در خواص فلز شدند. با گذشت زمان، این تکنیک‌ها توسعه یافت و به فرآیندهای پیچیده‌تری تبدیل شد.در قرن نوزدهم با پیشرفت علم متالورژی، عملیات حرارتی به‌عنوان یک علم دقیق با قواعد مشخص شناخته شد. امروزه این عملیات به‌عنوان بخشی جدایی‌ناپذیر از تولید قطعات صنعتی و ابزارهای دقیق در نظر گرفته می‌شود.
عملیات حرارتی بر اساس هدف نهایی و ساختار ماده، به چند دسته اصلی تقسیم می‌شود:
فرایندی است که در آن فولاد یا آلیاژ تا دمای مشخصی گرم شده، در آن دما نگه داشته شده و سپس به‌صورت کنترل‌شده سرد می‌شود. هدف اصلی آنیل، افزایش شکل‌پذیری و کاهش سختی و تنش‌های داخلی است.
در این روش، قطعه تا دمای بالاتر از دمای بحرانی گرم شده و در هوای آزاد سرد می‌شود. این عملیات برای یکسان‌سازی ساختار دانه‌ای و افزایش چقرمگی کاربرد دارد.
در این فرآیند ابتدا فولاد تا دمای آستنیتی گرم شده و سپس به‌سرعت در محیطی مانند آب یا روغن سرد می‌شود. بعد از آن برای کاهش شکنندگی، فرایند تمپرینگ انجام می‌شود. این روش، برای افزایش سختی و مقاومت به سایش بسیار کاربرد دارد.
عملیات حرارتی همگن یا همگن‌سازی عملیات حرارتی به‌منظور یکنواخت کردن ترکیب شیمیایی در ساختار ماده، به‌ویژه پس از ریخته‌گری، انجام می‌شود. در این روش، فولاد تا دمای بالا (معمولاً حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد) گرم شده و برای مدت زمان مشخصی نگه داشته می‌شود تا عناصر آلیاژی به‌طور یکنواخت در سراسر ساختار پراکنده شوند.این عملیات معمولاً برای فولادهای آلیاژی و قطعاتی که پس از ریخته‌گری دارای ترکیب ناهمگن هستند کاربرد دارد.
فرآیندهای عملیات حرارتی در صنایع گوناگونی کاربرد دارند، از جمله:
خودروسازی: قطعات موتور، میل‌لنگ، شفت و چرخ‌دنده
صنایع نفت و گاز: شیرآلات صنعتی، اتصالات و لوله‌ها
صنایع ابزارسازی: مته‌ها، تیغه‌ها، قالب‌ها
ماشین‌آلات صنعتی: بلبرینگ، یاتاقان، محورها
صنایع نظامی و هوافضا: قطعات مقاوم به فشار و دمای بالا
افزایش مقاومت به سایش
بهبود استحکام و سختی
کاهش تنش‌های داخلی
افزایش چقرمگی
افزایش عمر مفید قطعه
برای دستیابی به خواص دلخواه، عوامل متعددی در کیفیت عملیات حرارتی تأثیر دارند:
ترکیب شیمیایی فولاد
نوع ساختار فلزی (ریزساختار)
نرخ گرمایش و سرمایش
محیط سردکننده (آب، روغن، نمک، هوا)
دمای دقیق و زمان نگهداری
نوع عملیات (سطحی یا حجمی)
فولادهایی که برای عملیات حرارتی مناسب‌اند معمولاً به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
دارای درصد کربن بالا هستند و با فرایندهایی مانند آنیل، نرمالایز، تمپر و کوئنچ قابل اصلاح ساختارند.
حاوی عناصر آلیاژی مثل کروم، نیکل، مولیبدن، وانادیوم و … هستند که باعث افزایش قابلیت سختکاری، مقاومت به حرارت و سایش می‌شوند. برخی گریدهای رایج عملیات حرارتی عبارتند از:
فولاد 1.7225 (42CrMo4)
فولاد 1.1191 (CK45)
فولاد H13 و D2 برای قالب‌سازی
نیتروژن‌دهی (Nitriding): نفوذ نیتروژن در سطح فولاد برای افزایش سختی
کربن‌دهی (Carburizing): افزایش کربن سطحی برای ایجاد لایه سخت
القایی و شعله‌ای: عملیات حرارتی موضعی با استفاده از القای الکترومغناطیسی یا شعله مستقیم
عملیات حرارتی خلأ: فرآیند تمیز و دقیق برای قطعات حساس در صنایع هوافضا و پزشکی
انتخاب فولاد مناسب، نیاز به بررسی دقیق عوامل زیر دارد:
خواص مکانیکی مورد نیاز (سختی، چقرمگی، مقاومت)
نوع کاربرد و شرایط کاری قطعه
قابلیت ماشین‌کاری
موجود بودن گرید فولاد در بازار
هزینه و زمان عملیات حرارتی
در انتها جدول عملیات حرارتی متناسب با نوع فولاد آورده شده است که می توان با استفاده از آن عملیات حرارتی متناسب با فولاد مصرفی را انتخاب نمود.
نوع فولاد
کوئنچ کردن یا پیر سختی
سختکاری سطحی
رسوب سختی
کار سرد
کم کربن
کربن متوسط
پر کربن
آستنیتی
فریتکی
مارتنزیتی
دوبلکس
بارش سختی
آلیاژی
ابزاری
اگر به‌دنبال خرید فولادهای مناسب برای عملیات حرارتی هستید یا نیاز به انجام فرآیندهای تخصصی عملیات حرارتی دارید، فولاد حامیران یکی از معتبرترین مراجع تأمین و اجرای این خدمات در ایران است.این مجموعه با ارائه فولادهایی با آنالیز دقیق، قیمت مناسب و ارائه مشاوره فنی رایگان، گزینه‌ای ایده‌آل برای صنایع خودروسازی، نفت و گاز، قالب‌سازی و مهندسی مکانیک به شمار می‌آید.
برای دریافت قیمت عملیات حرارتی یا خرید فولادهای عملیات‌پذیر مانند 1.7225، CK45، H13 و … کافی است با کارشناسان فولاد حامیران تماس بگیرید یا از صفحه قیمت وب‌سایت دیدن نمایید.
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *
نام*
ایمیل*
وب‌سایت
ذخیره نام، ایمیل و وب‌سایت من در مرورگر برای زمانی که دوباره دیدگاهی مینویسم.
Δ
صفحه نخست
محصولات
تلگرام
اینستاگرام
